Bazı Oksim Bileşiklerinin Bağlanma Özelliklerinin Moleküler Kenetlenme Yöntemiyle İncelenmesi

Year 2020, , 333 - 339, 26.08.2020

Ömer Aysan , Bülent Dede

https://doi.org/10.19113/sdufenbed.664553

Abstract

Bu çalışmada, biyolojik aktivite gösterme potansiyeli yüksek olan bazı oksim bileşiklerinin, seçilmiş bazı proteinlerin aktif bölgesine bağlanma özellikleri moleküler kenetlenme (Doking) yöntemiyle incelenmiştir. Bu amaçla çalışılan tüm oksim ligand molekülleri, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) yöntemiyle B3LYP fonksiyoneli ve 6-311G(d,p) temel seti kullanılarak Gaussian09 programında optimize edilmiştir. Optimize edilen tüm moleküllerin HOMO, LUMO ve HOMO-LUMO enerji farkları hesaplanmıştır. Çalışılan ligandlar için belirlenen kuantum kimyasal parametreleri ve inhibisyon aktiviteleri arasındaki ilişki de araştırılmıştır. Ligand moleküllerinin seçilen proteinlerle moleküler kenetlenme yöntemiyle bağlantı çalışmaları, ligandların optimize edilmiş geometrileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Protein veri bankasından, seçilen proteinlerin kristal yapıları *.pdb formatında temin edilmiş ve bu kristal yapıların optimize ligandlarla etkileşimi SwissDock web sunucusu kullanılarak incelenmiştir. Moleküler kenetlenme çalışmaları sonucu, ligand-protein bağlanma enerjileri, ligand-protein arasında oluşabilecek hidrojen bağ bölgeleri ve sayısı tespit edilerek değerlendirilmiştir.

Keywords

Oksim, DFT, Protein, Ligand, Moleküler kenetlenme

Supporting Institution

Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

FYL-2018-6914

Thanks

Çalışmayı FYL-2018-6914 No`lu proje ile maddi olarak destekleyen Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi’ne teşekkür ederiz.

Investigation of Binding Properties of Some Oxime Compounds by Molecular Docking Method

Abstract

In this study, the binding properties of some oxime compounds which have high biological activity potential to the active site of selected proteins were investigated by molecular docking method. All oxime ligand molecules studied for this purpose were optimized in Gaussian09 program using B3LYP function by Density Functional Theory (DFT) and 6-311G(d,p) basic set. HOMO, LUMO and HOMO-LUMO energy gaps of all optimized molecules were calculated. The relationship between quantum chemical parameters and inhibition activities for the ligands studied were also investigated. Binding studies of ligand molecules with molecular docking method by selected proteins were performed using optimized geometries of the ligands. The crystal structures of selected proteins from the Protein Data Bank were provided in *.pdb format and their interaction with optimized ligands was investigated using the SwissDock web server. As a result of the molecular docking studies, ligand-protein binding energies were determined by determining the number of hydrogen bond regions that could occur between the ligand-protein.

Keywords

Oxime, DFT, Protein, Ligand, Molecular docking

Project Number

FYL-2018-6914

References

• [1] Snodin, D. J. 2002. An EU perspective on the use of in vitro methods in regulatory pharmaceutical toxicology. Toxicology Letters, 127(1-3), 161-168.
• [2] Kraljevic, S., Stambrook, P. J., Pavelic, K. 2004. Accelerating drug discovery. EMBO Reports, 5(9), 837-842.
• [3] Baig, M. H., Ahmad, K., Roy, S., Ashraf, J. M., Adil, M., Siddiqui, M. H., Khan, S., Kamal, M. A., Provazník, I., Choi, I. 2016. Computer aided drug design: success and limitations. Current Pharmaceutical Design, 22(5), 572-581.
• [4] Baig, M. H., Ahmad, K., Rabbani, G., Danishuddin, M., Choi, I. 2018. Computer aided drug design and its application to the development of potential drugs for neurodegenerative disorders. Current Neuropharmacology, 16(6), 740-748.
• [5] Scotti, L., Tullius Scotti, M. 2015. Computer aided drug design studies in the discovery of secondary metabolites targeted against age-related neurodegenerative diseases. Current Topics in Medicinal Chemistry, 15(21), 2239-2252.
• [6] Rohs, R., Bloch, I., Sklenar, H., Shakked, Z. 2005. Molecular flexibility in ab initio drug docking to DNA: binding-site and binding-mode transitions in all-atom Monte Carlo simulations. Nucleic Acids Research, 33(22), 7048-7057.
• [7] Guedes, I. A., de Magalhães, C. S., Dardenne, L. E. 2014. Receptor–ligand molecular docking. Biophysical Reviews, 6(1), 75-87.
• [8] Agarwal, S., Chadha, D., Mehrotra, R. 2015. Molecular modeling and spectroscopic studies of semustine binding with DNA and its comparison with lomustine–DNA adduct formation. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, 33(8), 1653-1668.
• [9] Becke, A. D. 1988. Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior. Physical Review A, 38(6), 3098-3100.
• [10] Lee, C., Yang, W., Parr, R. G. 1988. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density. Physical Review B, 37(2), 785-789.
• [11] Frisch, M. J., Trucks, G. W., Schlegel, H. B., Scuseria, G. E., Robb, M. A., Cheeseman, J. R., Scalmani, G., Barone, V., Petersson, G. A., Nakatsuji, H., Li, X., Caricato, M., Marenich, A., Bloino, J., Janesko, B. G., Gomperts, R., Mennucci, B., Hratchian, H. P., Ortiz, J. V., Izmaylov, A. F., Sonnenberg, J. L., Williams-Young, D., Ding, F., Lipparini, F., Egidi, F., Goings, J., Peng, B., Petrone, A., Henderson, T., Ranasinghe, D., Zakrzewski, V. G., Gao, J., Rega, N., Zheng, G., Liang, W., Hada, M., Ehara, M., Toyota, K., Fukuda, R., Hasegawa, J., Ishida, M., Nakajima, T., Honda, Y., Kitao, O., Nakai, H., Vreven, T., Throssell, K., Montgomery, J. A. Jr., Peralta, J. E., Ogliaro, F., Bearpark, M., Heyd, J. J., Brothers, E., Kudin, K. N., Staroverov, V. N., Keith, T., Kobayashi, R., Normand, J., Raghavachari, K., Rendell, A., Burant, J. C., Iyengar, S. S., Tomasi, J., Cossi, M., Millam, J. M., Klene, M., Adamo, C., Cammi, R., Ochterski, J. W., Martin, R. L., Morokuma, K., Farkas, O., Foresman, J. B., Fox, D. J. 2016. Stratmann: Gaussian 09, Revision E.01, Gaussian Inc., Wallingford CT.
• [12] Dennington, R., Keith, T. A., Millam, J. M. 2009. GaussView, Revision 5.0.9, Semichem. Inc., Shawnee Mission, KS.
• [13] Grosdidier, A., Zoete, V., Michielin, O. 2011. SwissDock, a protein-small molecule docking web service based on EADock DSS. Nucleic Acids Research, 39(suppl_2), W270-W277.
• [14] Pettersen, E. F., Goddard, T. D., Huang, C. C., Couch, G. S., Greenblatt, D. M., Meng, E. C., Ferrin, T. E. 2004. UCSF Chimera-a visualization system for exploratory research and analysis. Journal of Computational Chemistry, 25(13), 1605-1612.
• [15] Fukui, K. 1982. Role of frontier orbitals in chemical reactions. Science, 218(4574), 747-754.
• [16] Pearson, R. G. 1986. Absolute electronegativity and hardness correlated with molecular orbital theory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 83(22), 8440-8441.